[发明专利]一种分布式的一体化发电电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电拓扑控制电路，尤其涉及一种分布式的一体化发电电路，并涉及采用了该分布式的一体化发电电路的一体化发电电路控制方法。

背景技术

随着经济的不断发展，能源的需求与环境保护的矛盾越来越突出，而以太阳能、风能、地热能为代表的新能源发电技术及其相关的能量控制策略成为社会研究的热点。

多端口变换器((Multi-portconverter，MPC)是典型的包含储能环节的新能源独立发电系统。多端口变换器从拓扑节结构上可分为非隔离型和隔离型两大类，其相对应的控制策略也不尽相同，且控制较为复杂，实现多级并联较为困难。目前工程中采用的是易于工程化生产而设计的单向和多向DC/DC有效组合，以实现系统能量管理与控制的多端口能源解决方案；但是由于功率变换器数量多，体积与重量较大，且存在多级功率变换，系统效率较低，控制复杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种能够获取较高可靠性，采取了较宽的电压范围，并保证储能装置不至于过流和过压的分布式的一体化发电电路，同时提供该一体化发电电路的控制方法，进而减小其体积与重量，提高系统效率，降低控制的复杂程度。

对此，本发明提供一种分布式的一体化发电电路，包括：光伏阵列输入端、场效应管S1、场效应管S2、场效应管S3、蓄电池、场效应管S4以及变压器T1，所述光伏阵列输入端的P1端口分别与负载和场效应管S1的源极相连接，所述场效应管S1的漏极与所述变压器T1的第二线圈L2的一端相连接，所述变压器T1的第二线圈L2的另一端与场效应管S3的漏极相连接；所述光伏阵列输入端的P2端口分别与场效应管S2的漏极和场效应管S4的源极相连接，所述场效应管S2的源极与所述变压器T1的第一线圈L1的一端相连接，所述变压器T1的第一线圈L1的另一端接地；所述场效应管S4的漏极与所述变压器T1的第三线圈L3的一端相连接，所述变压器T1的第三线圈L3的另一端与所述场效应管S3的漏极相连接；所述场效应管S3的源极连接至蓄电池的正极，所述蓄电池的负极接地。

本发明的进一步改进在于，还包括二极管D5，所述光伏阵列输入端的P1端口与二极管D5的阳极相连接，所述二极管D5的阴极分别与负载和场效应管S1的源极相连接。

本发明的进一步改进在于，还包括二极管D7，所述二极管D5的阴极分别与场效应管S2的漏极和二极管D7的阳极相连接，所述二极管D7的阴极与负载相连接。

本发明的进一步改进在于，还包括电容C1，所述极管D7的阴极通过电容C1接地。

本发明的进一步改进在于，还包括二极管D6，所述光伏阵列输入端的P2端口与二极管D6的阳极相连接，所述二极管D6的阴极分别与场效应管S2的漏极和场效应管S4的源极相连接。

本发明的进一步改进在于，所述场效应管S1、场效应管S2、场效应管S3和场效应管S4均带有寄生二极管。

本发明还提供一种分布式的一体化发电电路控制方法，采用了如上所述的分布式的一体化发电电路，并包括以下步骤：

步骤S1，根据负载的输出电压，将误差控制信号Vc划分为三个工作区间，分别为第一工作区间r1、第二工作区间r2和第三工作区间r3；

步骤S2，在两个相邻的工作区间之间划分确定死区；

步骤S3，根据误差控制信号Vc和蓄电池的充电电流Ic，计算出第一工作区间r1和第三工作区间r3的跨导；

步骤S4，计算各个工作区间的负载电流I_Load。

本发明的进一步改进在于，所述第一工作区间r1的误差控制信号V_{C_r1}为12.5V-20V，所述第二工作区间r2的误差控制信号V_{C_r2}为10.5V-12V，所述第三工作区间r3的误差控制信号V_{C_r3}为2V-10V。

本发明的进一步改进在于，所述步骤S3中，所述第一工作区间r1的蓄电池的充电电流Ic与第一工作区间r1的跨导G₁之间的关系为I_c＝G₁×(V_{C_r1}-12.5)；所述第三工作区间r3的蓄电池的充电电流Ic与第一工作区间r3的跨导G₃之间的关系为I_D＝-G₃×(V_{C_r3}-10)。